Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

36

The Sardinia Channel is located on a segment of the Apenninic-

Maghrebides collision chain. Although this segment is nowadays com-

pletely submerged, it has not been broken apart by the opening of the

Algerian-Provence and Thyrrenian oceanic basins. Previous seismic

data have shown that the structure of the Sardinia Channel is due to the

superposition of two successive regimes of deformation: a compres-

sional event with crustal thickening followed by extension and thin-

ning out. The morphology and structural patterns of the Sardinia

Channel are still well preserved because the post-orogenic extension

was moderate and submergence prevailed important erosion. Thus, the

Sardinia Channel represents a key area for the study of the tectonic

evolution of a collisional chain. Moreover, the use of the easy handling

CYANA submersible allows a detailed structural and morphological

survey, and the collection of well located and sometimes oriented sam-

ples.

The primary object of the campaign was to carry out in situ obser-

vations on the main morphostructures of the Deep Sardinian Channel,

the escarpments of the south Sardinian Margin, where the Sardinian

basement is exposed, the north Tunisian escarpments, corresponding

to inverted crustal-scale thrusts of Calabrian-Peloritan-Kabylian

(CPK) affinity, and the “Central Ridge”, developed between the

Sardinian and CPK zones. A second object of the diving campaign

concerned the search of the syn- and post-orogenic magmatism,

known from the dredged samples and on-land outcrops of Galite

Archipelago and NW Tunisian Mountains. The samples collected on-

site increased the compositional range of the magmatic rocks collec-

tion and allowed an examination of the emplacement mechanism.

The dives on the Sardinian Margin led to the discovery of a subma-

rine volcano, dated at 12. 6 Ma and composed of shoshonitic andesites

with lamprophyre inclusions, and to the characterization of the nature

and structure of the underlying basement, consisting of tilted blocks of

Hercynian metamorphic and granitic rocks and their sedimentary

cover.The sea ?oor morphology re?ects the structure.

The Southern Margin and Central Ridge, belong to the CPK group.

They are composed of a metamorphic and granitic Hercynian base-

ment deformed during the Alpine orogeny, which is stratigraphically

overlain by a Oligo-Miocene detrital cover of Peloritanian or Kabylian

type, and tectonically overlain by the so-called “?ysch nappe“.

Throughout the CPK domain these formations were subjected during

the Oligo-Miocene, at ca. 23 Ma ago, to a first denudation event, and

during the Tortonian, ca. 10–8 Ma ago, to a second denudation, which

has been connected to the opening of the Tyrrhenian basin. Structures,

microstructures and thermochronological data indicate relatively low

P-T conditions for the extensional deformations : this suggests that

these units remained at shallow depths in the Apennine-Maghrebian

Orogen, and were relatively sheltered from the Messinian erosion. The

age (12.5 Ma) and nature of the volcanic sequence in the Sorelle is

closely comparable with the calc-alkaline suite of the Galite

Archipelago,Tunisia.

The data gathered during these dives in the Sardinian Channel give

new constraints to the reconstruction of the kinematic evolution of

western Mediterranean. The kinematic history of the Sardinian

Channel can be divided into five stages:

1 -The first stage, between 35 and 22 Ma, is dominated by a regime of

tectonic shortening and crustal thickening, which affected the former

European Margin of the Tethys.Tectonic inversion of ancient exten-

sional structures resulted in thrusted basement units.

2 -The second stage, between 22 and 12 Ma, is characterized by the

thinning and gravitational collapse of the previously over-thickened

crust. During this period, the A l 

g 

e 

r o - 

P 

r 

ovencal-Ligurian Basin

opened, the Corsican-Sardinian-Calabrian-Peloritanian-Kabylian

block (CSCPK) rotated (20–16 Ma), and the thinning of the Sardinian

Margin began, resulting in the splitting of the CSCPK block into a

Corsican-Sardinian (CS) and a Calabrian-Peloritanian-Kabylian

(CPK) one.

3 - The third stage, between 12 and 6 Ma, is characterized by a gener-

al thinning in the whole Tyrrhenian area. The Sardinian Channel cor-

responded to an extensional transform zone separating a thinned area

in the south-west, from an area undergoing thinning in the north-east.

The splitting of the CSCPK block was enhanced, with total detach-

ment between the Calabrian-Peloritanian (CP) and the Kabylian (K)

fragments. A morphological evolution of the area resulted from the

Messinian Salinity Crisis, responsable for the regional leveling, the

excavation of canyons, and the exhumation of the fault scarps.

4 - The fourth stage, between 6 and 2 Ma, begans with the ?ooding of

the Mediterranean Basin, after the Messinian Crisis. At this time,

oceanization takes place in the WesternTyrrhenian (Vavilov Basin).

The Sardinian Channel was situated at one extremity of an extension-

al transform, zone which splitted Calabria from the Peloritani Mts.

5 -The fifth stage, between 2 Ma and the Present, corresponds to

oceanization in the Eastern Tyrrhenian (Marsili Basin), far from the

Sardinian Channel. The splitting of the CPK area is concluded with the

separation of numerous small blocks such as Sila, Serre and

Aspromonte. The Sardinian Channel is undergoing the first stages of

the shortening, which is affecting the entire Western Mediterranean,

well documented on the Algerian and Ligurian margins.

Fig. 1. Bathymetry of the Sardinian Channel and position of the

Divescarriedoutontheescarpments(bathymetryafter

Gennesseaux and Stanley, 1983).

STRUCTURE OF THE SARDINIAN CHANNEL : CRUSTAL THINNING AND TARDI-OROGENIC

EXTENSION IN THE APENNINIC-MAGHREBIAN OROGEN ; RESULTS OF THE CYANA SUBMERSIBLE

SURVEY (SARCYAAND SARTUCYA) IN THE WESTERN MEDITERRANEAN.

Georges H. Mascle*, Pierre Tricart, Luigi Torelli, Jean Pierre Bouillin, Roberto Compagnoni , Stéphane Depardon, Jean

Mascle, Arnaud Pêcher, Davide Peis, Farhat Rekhiss, Franco Rolfo, Hervé Bellon, Gilles Brocard, Henriette Lapierre,

Patrick Monié and Gérard Poupeau.

* Laboratoire de Géodynamique des Chaînes, Grenoble, France - gmascle@ujf-grenoble.fr

Abstract

A diving survey on the Sardinian Channel led to the characterisation of the structure of both the Sardinian and the Tunisian margins. The

observations and in situ collected samples allow to precise the nature and the thermal evolution of the basement (Sardinian or Calabrian-

Peloritanian-Kabylian), and to characterise the volcanic evolution, providing new constraints to the kinematic evolution of the region. 

Key words : Crustal structure,Volcanology,Algerian basin, Tyrrhenian basin